Establishment of stress immunology

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K22522
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: MURAKAMI Masaaki 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (00250514)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: ストレスゲートウェイ反射 / IL-6アンプ / 神経回路 / 炎症 / バイオマーカー

Outline of Final Research Achievements

We have previously discovered the “stress gateway reflex,” a neuro-immune interaction that lead to fatal gastrointestinal and heart failure by induction of brain micro-inflammation triggered by chronic stress. To find other stress related inflammatory disorders, we firstly focused on light stimulation. Exposure to photopic light down-regulated the ocular inflammation by suppressing beaching of the blood-retina barrier. This discovery also indicates that gateway reflex can be suppressed by environmental stimuli. Moreover, we focused on chronic kidney allograft rejection, a kind of stress associated disease. Pathological analysis revealed that patients’ tubular cells expressed STY17 and ORM1 as well as inflammatory transcription factors. Since these molecules were highly detected in urine, these molecules can be non-invasive candidate biomarkers for stress-mediated inflammatory diseases and will contribute to establish stress immunology in the future.

Free Research Field

環境刺激を引き金とした、特異的神経回路活性化を介した炎症病態誘導メカニズムの解明

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

負の情動はストレスとなり、臓器機能を乱し、病気を誘発・悪化させる。逆に、正の情動は、ストレスを抑制して臓器機能の向上を引き出す。本研究ではこの日常的なストレスによる臓器機能の制御メカニズムの一端を明らかにした。特に、明るい光によりぶどう膜炎を抑制する機構は、ゲートウェイ反射の抑制系の機構であり、血液関門によって隔絶されている中枢神経や網膜といった臓器における炎症病態を環境刺激によって抑制可能であることを示す。尿中ストレスマーカーは包括的なストレス関連疾患の把握につながる。こうしたストレス免疫学の創生はストレス関連疾患の予防・治療につながるという点で社会的意義がある。